4
3
1
2
Рис. 6.17
Оба состояния обратимы, для их получения применяют замкнутые магнитопроводы, что обеспечивает необходимые условия для коммутации намагниченности. При работе фазовращателя нулевой фазовый сдвиг создается при намагничивании ферромагнитного материала в поперечном направлении, для этого в управляющую обмотку 1, расположенную параллельно оси центрального полоскового проводника 2, подается импульс. Другой фазовый сдвиг достигается перемагничиванием материала в продольном направлении при подаче импульса в обмотки 3, намотанные на внешние секции двойного тороидального сердечника 4. При фазовом сдвиге до 360° полоса такого фазовращателя составляет 10% при вносимых потерях 1,5 дБ, энергии переключения 600 мкДж и времени переключения менее 10 мкс.
6.6. Перестраиваемые фильтры с намагниченными ферритовыми резонаторами
Принцип действия перестраиваемых фильтров основан на явлении ферромагнитного резонанса в монокристаллах феррита.
Главным элементом фильтра является ферритовый резонатор – подмагниченный образец СВЧферрита, обладающий малой шириной линии гиромагнитного резонанса. Резонатор связан с электромагнитным полем какой-либо линии передачи. Ферритовые резонаторы выполняют обычно в виде хорошо отполированных сфер из монокристаллов железоиттриевого граната. Такие резона-
торы обладают собственной добротностью порядка (2...3) 103. В ферритовых резонаторах используют резонанс правовинтового прецессионного вращения спиновых магнитных моментов электронов. Резонансная частота ферритового резонатора находится из соотношения (6.1). Резонансная частота не зависит от размеров ферритового образца, и резонатор может быть сделан очень маленьким. Внешняя добротность ферритового резонатора определяется его размерами, структурой электромагнитного поля линии передачи, с которой он связан, и местом расположения внутри линии. На частотах, отличных от резонансной, ферритовый резонатор ведет себя как изотропный, магнитодиэлектрический образец и вследствие малых размеров оказывает незначительное влияние на связанную с ним линию передачи. Лишь в узкой полосе частот, вблизи частоты гиромагнитного резонанса, связь ферритового резонатора с линией передачи резко увеличивается и появляются компоненты электромагнитного поля, отсутствующие в первоначальной структуре волны в линии передачи. Именно это явление и используют для создания перестраиваемых фильтров СВЧ.
На рис. 6.18 показаны три однорезонаторных ферритовых фильтра, выполненных на индуктивных петлях (а), на прямоугольных волноводах (б) и на несимметричных полосковых линиях передачи (в). Фильтр на индуктивных петлях представляет собой ферритовую сферу, помещенную в центре двух перекрещивающихся рамок, расположенных во взаимно-перпендикулярных плоскостях. Магнитные поля этих рамок взаимно ортогональны, и передача между рамками отсутствует. При гиромагнитном резонансе намагниченной ферритовой сферы под действием на нее магнитно-
го поля первой рамки H =1x Hx возникает прецессия и появляется составляющая поля магнитной индукции 1y Hy , возбуждающая вторую рамку, и сигнал проходит на выход фильтра.
В устройстве на рис. 6.18, б два соосных прямоугольных волновода развернуты один относи-
тельно другого на 90° и имеют отверстие в общей торцевой стенке. В центре отверстия располагается подмагниченная ферритовая сфера. На частотах, отличающихся от частоты гиромагнитного резонанса, волноводы развязаны из-за ортогональности поляризации полей. При гиромагнитном
49